1180
安科瑞 丁佳雯
摘要：分布式光伏作为可再生能源的关键形式，具备依场地定制、充分利用空间、减少传统化石燃料依赖、降低温室气体排放及改善环境质量等优势。在政策与市场双重驱动下，伴随技术创新，光伏组件效率提升，安装和维护成本降低，众多企业通过安装光伏发电设施，在降低能源成本的同时提升绿色形象与社会责任感。本文详细介绍安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏监控系统及光功率预测软件在和光同程一期屋顶分布式光伏发电项目中的应用方案，鉴于项目涉及数据调度上传，配备纵向加密和正反向隔离等装置保障数据安全，防范网络攻击与数据泄露。
关键词：分布式光伏；光功率预测；调度上传
一、项目概述
和光同程光伏科技（宜宾）有限公司于2023年3月在四川省宜宾市叙州区成立，占地926亩，专注晶硅太阳能电池制造、生产与销售。
宜宾高新区和光同程一期屋顶分布式光伏发电项目（以下简称“本项目”）利用和光同程一期电池生产车间屋顶建设分布式光伏发电项目，总装机容量达 19.9MWp（直流侧19.9MWp，交流侧升压变容量合计20MVA）。项目共布置4个分布式光伏电站，各电站直流侧装机4.975MWp，交流侧升压变压器容量为2×2.5MVA，且在每个电站分别新建一回10kV线路接入和光同程厂区内既有的四个配电室：S1-配电室1、S1-配电室2、S2-配电室1、S2-配电室2，最终经同程 220kV专用站接入公网。
因各配电室距离较远，本项目采用光纤组网。在4个分布式光伏电站侧分别部署安全自动装置屏；Acrel-1000DP分布式光伏监控系统部署于S2-配电室1中，并搭配一套光功率预测系统，用于预测光伏发电量、响应调度调控，同时配置一台云平台网关，将数据上传至AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台，便于用户开展日常光伏电站运维管理工作；调度数据网屏安装在220KV电站通讯室，新建光伏的数据借助220kV变电站原有光传输设备接入调度系统，本项目仅配置调度数据网设备。
二、分布式光伏
本项目电量消纳方式为“自发自用”，预计年均发电总量约1495万kwh，年平均利用小时数达752h。每个光伏电站设置两台箱变，经升压变就地升压为10kV，集中汇流至就近10kV光伏开关站，接入既有配电房10kV母线后供全站使用。光伏组件采用平铺设计，总计使用35840块组件组成2240个组串，每16路组串接至1台光伏逆变器，共配置逆变器140台、2.5MVA变压器8台，总容量为20MVA，单个并网点容量为5MVA。
三、技术方案
本项目运用Acrel-1000DP分布式光伏监控系统搭配光功率预测软件，同时配置 AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台，以此实现对整个光伏发电站的全面掌控与优化。
在分布式光伏电站侧分别配置防孤岛保护装置、电能质量在线监测装置、防逆流保护装置等安全自动装置；在220KV电站配置1套调度数据专网接入设备及其配套的二次系统安全防护装置；鉴于光伏电站自发自用不上网，故不设置贸易关口点，而是在4个分布式光伏电站10kV并网开关用户侧分别设置发电量计量，并配置电能量采集终端4套，电能量数据接入国网四川省电力公司电力用户用电信息采集系统。
（一）安全自动装置
- 频率电压紧急控制装置
该装置能够实时监测电网的频率和电压情况。一旦检测到频率和电压超出设定范围的异常状况，会即刻启动控制策略，通过诸如调整发电机出力、切除部分负荷或投入补偿设备等方式，迅速使电网的频率和电压恢复至正常水平，有力确保电力供应的连续性与可靠性。
- 防孤岛装置
在电网失电时，若分布式电源未能及时与电网断开连接，便会形成孤岛状态。这种状态易引发分布式电源不可控、电网恢复时电压和频率不匹配等诸多问题，甚至可能致使电力工作人员在不知情的情况下进行危险操作。防孤岛装置通过实时监测电网状态，一旦察觉到电网断电，能在规定时间内迅速切断分布式电源与电网的连接，切实保障电网的安全运行以及维修人员的人身安全。
- 防逆流装置
防逆流装置的核心功能在于，当光伏发电系统产生的电能超出用户自身消耗时，可有效防止多余电能逆流进入公共电网。具体而言，当装置检测到电网电压低于光伏系统电压时，会立即启动，自动切断光伏系统与电网的连接，以此保证电网的稳定与安全。
（二）调度数据网设备
- 纵向加密装置
纵向加密装置运用加密技术，保障信息在传输过程中的机密性与完整性。它会将数据进行加密处理，如此一来，即便信息在传输途中被截获，未经授权的第三方也无法解读其中内容，从而确保数据安全。
- 正反向隔离装置
正反向隔离装置借助物理或逻辑手段，把不同安全等级的网络区域隔离开，有效杜绝网络间的直接通信，进而避免潜在的信息泄露与攻击。并且，该装置支持在两个隔离的网络区域之间进行单向的、安全的数据交换，在数据传递过程中会对数据进行签名验证、内容过滤、有效性检查等处理，以此抵御病毒、黑客等恶意攻击，保障数据的合法性与安全性。
3.Ⅱ型网络安全监测装置
Ⅱ型网络安全监测装置搭配探针软件，可实时监测系统中的网络流量和数据包。通过探针软件的深度分析，能够识别并记录潜在的网络安全威胁与异常行为，及时发出警报并采取相应措施，有效防止网络攻击、数据泄露以及系统故障，为系统的可靠运行筑牢坚实的网络安全防线。
（三）视频监控子系统
视频监控系统为维护电站的安全与运行提供了有力保障。通过配置显示器、硬盘录像机、交换机等设备，接入分布在各处的摄像头，可实时监测电站周边环境，及时察觉并防范非法入侵或破坏行为的发生。
四、系统结构
本项目旨在构建一个智能的光伏电站管理体系，集成分布式光伏监控系统Acrel-1000DP与光伏运维云平台AcrelCloud-1200，系统结构采用分层分布式，具体分为站控层、通信层和设备层。
站控层承担着对整个系统进行集中管理和控制的重任。操作员借助站控层，能够实时监控系统状态，开展数据分析与处理工作，进而实现对生产过程的智能调度与优化。
通信层负责信息传递与数据交互，保障各个设备和系统组件之间实现无缝连接与协同工作。此外，通信层还支持多种网络拓扑结构，可适应不同规模及需求的应用场景，确保系统具备良好的灵活性和可扩展性。
设备层涵盖了各类传感器、执行器和控制器等硬件设备。这些设备负责采集现场数据并执行控制指令，是实现自动化操作的关键所在，为整个光伏电站的平稳运行奠定了坚实基础。
项目配置设备清单如下表所示：
五、现场图片
六、结语
在屋顶光伏发电项目中，分布式光伏监控系统可以实现能源资源的有效整合。系统通过对分散的光伏发电设备进行实时监控，不仅能够收集和分析各个发电单元的运行数据，还能将这些信息汇总上传云平台，为用户提供电能管理解决方案。配套光功率预测软件，系统采用了数据分析技术，能够实时掌握光照变化、设备状态及发电效率，从而生成光功率预测信息，帮助用户更科学地规划光伏发电与用电策略，实现经济效益与环境效益的双赢。
